İki boyutlu dikey MoS2 yapılarının kimyasal buhar biriktirme metoduyla büyütülmesi ve süperkapasitör aygıt uygulamaları
Growth of two-dimensional vertical MoS2 structures by chemical vapor deposition method and supercapacitor applications
- Tez No: 864121
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE GÜR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Amaç: Bu çalışmada Kimyasal Buhar Biriktirme (KBB) yöntemiyle, iki boyutlu (2B) MoS2 yapılarını farklı alttaşlar üzerine dikey olarak büyütmek ve üretilen numunelerin süperkapasitör uygulamalarının araştırması hedeflenmiştir. Yöntem: Bu çalışmada, Kimyasal Buhar Biriktirme (KBB) yöntemiyle 4dk dan 30dk kadar farklı zaman aralıklarında, sülfür ve MoO3 kaynak toz öncülllerinin farklı mesafelerine bağlı olarak Si ve Safir alltaşlar üzerine dikey yapılı MoS2 yapıları büyütülmüştür. KBB' de ideal reaksiyon bölgesi belirlenen dikey MoS2 yapıla Ni köpük, grafen levha ve grafine edilmiş karbon nanotüp (G KNT) üzerine büyütülmüştür. Elde edilen örnekler FESEM yardımıyla görselleştirilirken, XRD, XPS yöntemlerile yapısal özellikleri belirlenmiştir. Raman spektroskopisi ve PL yöntemleriyle numunelerin optik ve elektronik özellikleri belirlenmiştir. Üretilen G MoS2 ve G KNT MoS2 kompozit yapılar, Galik asit (GA) ile tek adımlı hidrotermal metodu yardımıyla fonksiyonelleştirilerek hidrofilik özellikleri artırılmıştır. Kompozit elektrotlar, üçlü elektrot sisteminde elektrokimyasal analizleri yapılarak kapasitif özellikleri belirlenmiştir. Bulgular: Yapılan analizler sonucu dikey MoS2 yapılarının başarıyla büyütültüğü FESEM ile görüntülenmiştir. Ayrıca, büyütülen MoS2 yapılarının kimyasal analizi için XPS kullanılmıştır. XPS' den çok az miktarda C ve O safsızlığı içeren stokiyometrik MoS2 görülürken, XRD ile büyütülen filmin (002) yönelimli polikristalin h- MoS2 fazını doğrulamıştır. Üçlü elektrot sistemi ile G MoS2 ve G KNT MoS2 kompozit elektrotların özgül kapasitans değerleri belirlenmiştir. Yüzey alanı artan kompozit yapıların yüksek kapasitif özellik gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç: Çalışmamız, literatürde ilk defa KBB metodu ile büyütülen 2B dikey MOS2 yapılarının potansiyel olarak süperkapasitörlerde umut verici uygulamalar yapılabileceğini, çok katmanlı dik yapılı MoS2' in faz geçişini kontrol ederek yeni bir yol sağlamıştır
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this study is to vertically grow two-dimensional (2D) MoS2 structures on different substrates by Chemical Vapor Deposition (CVD) and to investigate the supercapacitor applications of the produced samples. Method: In this study, vertical MoS2 structures were grown on Si and Sapphire substrates by Chemical Vapor Deposition (CVD) method at different time intervals ranging from 4 min to 30 min depending on different distances of sulfur and MoO2 source powder precursors. The vertical MoS2 structures were grown on Ni foam, graphene sheet and graphinized carbon nanotube (G CNT) after determining the ideal reaction zone in the CVD. The obtained samples were visualized by FESEM and their structural properties were determined by XRD and XPS methods. Optical and electronic properties of the samples were determined by Raman spectroscopy and PL methods. The produced G MoS2 and G CNT MoS2 composite structures were functionalized with Galic acid (GA) using a one-step hydrothermal method to increase their hydrophilic properties. The composite electrodes were electrochemically analyzed in a ternary electrode system and their capacitive properties were determined. Findings: As a result of the analyses, it was observed by FESEM that the vertical MoS2 structures were successfully grown. In addition, XPS was used for chemical analysis of the grown MoS2 structures. XPS showed stoichiometric MoS containing very small amounts of C and O impurities, while XRD confirmed the polycrystalline h-MoS2 phase of the grown film with (002) orientation. Specific capacitance values of G MoS2 and G CNT MoS2 composite electrodes were determined with a ternary electrode system. It was determined that the composite structures with increasing surface area showed high capacitive properties Results: Our study has provided a new way of controlling the phase transition of multilayer vertical MoS2 by controlling the phase transition of 2D vertical MoS2 structures grown by the KBB method for the first time in the literature, which can potentially have promising applications in supercapacitors.
Benzer Tezler
- RF-magnetron saçtırma yöntemi ile elde edilmiş yüksek performanslı WO3 ve V2O5 tabanlı elektrokromik malzemeler ve aygıtlar
High-performance electrochromic materials and devices based on WO3 and V2O5 obtained by RF-magnetron sputtering
SAMAN HABASHYANI
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE GÜR
- Real time optical observation of the synthesis of novel 2D materials and investigation of their fundamental properties
Yeni 2D malzemelerin sentezinin gerçek zamanlı optik gözlemi ve temel özelliklerinin incelenmesi
HAMID REZA RASOULI
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TALİP SERKAN KASIRGA
- Free convection heat transfer in a stratified medium: Cavity problem
Isıl tabakalanmış ortamda doğal ısı transferi: Boşluk problemi
YAVUZ SELİM KAYSERİLİOĞLU
Doktora
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜKNETTİN OSKAY
DOÇ. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
- A front-end integrated circuit for 3D acoustic imaging using 2D CMUT arrays
İki boyutlu KMSD dizileriyle üç boyutlu akustik görüntüleme için bir ön tümdevre
İHSAN ÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. AYHAN BOZKURT
- Many-body theory explored optical properties of selected 2D group II-VI monochalcogenides
İki boyutlu seçilmiş grup II-VI kalkojenitlerin optik özelliklerinin çoklu-cisim teorilerine dayanan incelenmesi
MAHSA SEYEDMOHAMMADZADEH
Doktora
İngilizce
2022
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN